DE2546701A1 - Verfahren zur erzeugung von periodischen, mechanischen kraftstosschwingungen - Google Patents
Verfahren zur erzeugung von periodischen, mechanischen kraftstosschwingungenInfo
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- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
- B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
- B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Description
Politechnika Warszawska I7. Oktober 1975
Warszawa / Polen EZ/Hu
PL 2271
Verfahren zur Erzeugung von periodischen, mechanischen KraftStoßschwingungen
Die Erfindung betrifft ein "Verfahren zur Erzeugung von
periodischen, mechanischen Kraftstoßschwingungen. Derartige Schwingungen werden in Rüttlern zum Verdichten von
Frischbetonmischungen und anderen Materialien und zum Verdichten von Böden, Straßen- und Flughafendecken erzeugt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch Konstruktionen verschiedener mechanischer Pressen, beispielsweise zum
spanlosen Formen, beim Bau von Vibrationspressen und Vibrationswalzen,
sowie bei der Fertigung von Maschinen mit dynamischem Betriebscharakter, z.B. von Vibrationshämmern,
zugrundeliegen. Das Verfahren kann auch in der Meßapparatür, in automatischen Steuereinrichtungen sowie in anderen
mechanischen Vorrichtungen verwendet werden.
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-2—
Bekannt ist ein Verfahren zur Erzeugung von Schwingungen durch Rotieren einer Unwucht. Die Komponenten der Fliehkraft
des Exzenters in zwei zueinander senkrechten Richtungen ergeben einfache harmonische Bewegungen.
Bekannt ist auch ein weiteres Verfahren zur Erzeugung von Schwingungen durch gegenläufiges Rotieren zweier Unwuchten
mit gleichen Geschwindigkeiten. Man erhält dabei einfache harmonische Schwingungen nur in einer gewünschten
Richtung, die durch entsprechende Komponenten der Fliehkräfte beider Unwuchten erzeugt werden, während in den
übrigen Richtungen sich die Komponenten aufheben.
Die einfachen harmonischen Schwingungen, die durch gleiche Ausschläge nach beiden Seiten gekennzeichnet sind, bewirken
unmittelbar keine Verdichtung eines Stoffes.Beispielsweise
in Bezug auf ein Betongemisch vermindern sie nur die innere Reibung, da der Koeffizient der kinetischen Reibung
immer kleiner als der der statischen ist. In dem Augenblick, wenn die Schwerkraft größer als die innere Reibungskraft
ist, tritt die Erscheinung der Sedimentation im Gemisch auf und als Endeffekt die Verdichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von mechanischen Kraftstoßschwingungen mit einem solchen
zeitlichen Verlauf anzugeben, bei dem die Auslenkungen in beiden Richtungen im Verhältnis zur Gleichgewichtslage
gering und einander ähnlich sind, mit Ausnahme von zumindest
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yfe-t
einer Auslenkung in einer bestimmten Bkchtung, die in jeder
Schwingungsperiode auftreten;soll.
Diese Aufgabe wird durch das erfindnngsgemäße Verfahren
gelöst, in welchem die periodischen KraftStoßschwingungen
durch Rotieren von zumindest zwei Unwuchten mit verschiedenen
Geschwindigkeiten und Phasenverschiebungen erzeugt werden, wobei diese so zu wählen sind, daß die Summe der
Komponenten der Fliehkräfte in der vorgesehenen Bichtung
eine periodische Schwingungsbewegung ergeben, wobei in jeder Periode mindestens einmal alle Fliehkräfte der rotierenden
Unwuchten oder deren Mehrheit sich gleichzeitig mit der vorgesehenen Eichtung oder dazu parallelen Sichtungen
decken. Während der Drehbewegungen der Unwuchten sind vorzugsweise deren Geschwindigkeiten veränderbar, wodurch
Änderungen der Größe der Kraftstöße bewirkt werden.
Auf diese Weise erfolgt die Konzentration von Fliehkräften in Form eines Kraftstoßes in einem bestimmten Zeitintervall
der gegebenen Periode. Im übrigen Zeitintervall der gegebenen Periode erfolgt eine teilweise oder vollständige
Aufhebung der Fliehkräfte der Unwuchten.
Die auf diese Weise erzeugten Schwingungen sind harmonisch zusammengesetzte Schwingungen. Durch eine Änderung der
Drehgeschwindigkeit der Unwuchten, was in Umformungsprozessen besonders vorteilhaft ist, erfolgt eine Änderung des
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Wertes der Stoßkraft. Die Abhängigkeit der Größe der Stoßkraft von der Drehgeschwindigkeit der Unwucht kann
auch zur Auslösung bestimmter elektrischer oder mechanischer Signale ausgenutzt v/erden.
Die Unwuchten können in gleicher oder.in entgegengesetzten
Eichtungen rotieren, was von Einfluß auf den Schwingungsverlauf ist. Auch kann die Größe der Fliehkräfte unterschiedlich
sein.
Die Erfindung- soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es
zeigen:
Fig. 1 das Diagramm der Größenänderungen der Summe der senkrechten Komponenten der Fliehkräfte von acht
gleichen Unwuchten, von denen jede mit einer anderen Geschwindigkeit rotiert,
Fig. 2 das Diagramm der Größenänderungen der Summe der senkrechten Komponenten der Fliehkräfte von acht
unterschiedlichen Unwuchten, von denen jede mit einer
die anderen Geschwindigkeit rotiert,/jedoch mit den in Fig. 1 wiedergegebenen Geschwindigkeiten identisch
sind.
Die Größenänderungen der Summe der Komponenten der Fliehkräfte,
wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist, wurde im Ergebnis des Eotierens von acht gleichen Unwuchten mit ver-
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schiedenen Geschwindigkeiten erreicht, die sich zueinander wie eine Beine natürlicher Zahlen von 1 bis 8 verhalten.
Die Änderungen der Summe der senkrechten Komponenten der Fliehkräfte haben einen periodischen Charakter. In jeder
Periode T erfolgt ein Kraftstoß, bei dem die Summe der Fliehkräfte nach abwärts gerichtet, einen maximalen Wert
erreicht. Dagegen beträgt die Summe der vertikalen Komponenten der Fliehkräfte, nach aufwärts gerichtet, höchstens
12,5% des Kraftstoßes.
Das in Fig. 2 veranschaulichte Diagramm der Änderungen der senkrechten Komponenten der Fliehkräfte wurde als Ergebnis
der Rotation von acht verschiedenen Unwuchten aufgenommen, denen Drehgeschwindigkeiten sich zueinander wie eine Reihe
natürlicher Zahlen von 1 bis 8 verhalten, wobei die Massen der einzelnen Unwuchten auch eine natürliche Zahlenreihe
bilden, jedoch in umgekehrter Reihenfolge im Verhältnis zu ihren Drehgeschwindigkeiten. Die Botationsgesehwindigkeiten
und die Phasenverschiebungen weisen analoge Werte wie im vorherigen Beispiel auf.
In den Diagrammen nach Fig. 1 und 2 entsprechen die Lagen der Horizontalen O den Gleichgewichtsachsen^ die mit vollen
Linien gezeichnet sind, wobei die Eigengewichte der schwingenden Einrichtungen nicht berücksichtigt sind. Entsprechende
Anpassungen dieser Gewichte bringen günstige
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Effekte mit sich.
Weist z.B. eine Einrichtung ein Eigengewicht gleich der Hälfte der aufwärts schwingenden Kraft auf, wird sich die
Gleichgewichtsachse vom Punkt O zum Punkt O1 verschieben.
Die maximale aufwärts gerichtete Kraft wird dann etwa 6,25%
der abwärts gerichteten Stoßkraft betragen.
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Claims (2)
- .1.17. Oktober 1975 EZ/HuPL 2271Patentansprüche.) Verfahren zur Erzeugung von periodischen, mechanischen Kraftstoßschwingungen, durch Rotieren von zumindest zwei Unwuchten, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwuchten derart in Drehbewegungen mit verschiedenen Geschwindigkeiten und Phasenverschiebungen versetzt werden, daß die Summe der Komponenten der Fliehkräfte in vorgegebener Eichtung eine periodische Schwingungsbewegung ergibt, wobei in jeder Periode mindestens einmal alle oder zumindest die Mehrheit der Fliehkräfte der rotierenden Unwuchten sich gleichzeitig mit der vorgegebenen Richtung und Angriffslinie oder parallelen Angriffslinien decken.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Drehbewegung der Unwuchten deren Drehgeschwindigkeiten geändert werden.609819/081 1Leerseite
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